Fiche de révision : Biologie fondamentale : molécules du vivant

📋 Plan du Cours

1. Organisation générale du vivant
2. Atomes, ions et molécules
3. Familles de molécules du vivant
4. Eau et équilibre hydroélectrolytique
5. Dioxygène et éléments minéraux
6. Glucides et énergie
7. Protéines et enzymes
8. Lipides et membranes
9. Acides nucléiques et information génétique
10. Vitamines hydrosolubles et liposolubles

📖 1. Organisation générale du vivant

🔑 Notions clés & Définitions

• Organisation du vivant : L’organisme est organisé des atomes aux molécules, puis aux organites, aux cellules, aux tissus, aux organes et aux systèmes.
• Vivant : Le vivant naît, se développe, se reproduit et meurt, et il est toujours formé de cellules.

📝 Points essentiels

• Les trois fonctions générales du vivant sont:
  • la nutrition
  • la relation
  • la reproduction

💡 Astuce mémo

Atomes → molécules → organites → cellules → tissus → organes → systèmes → organisme

📖 2. Atomes, ions et molécules

🔑 Notions clés & Définitions

• Atome : L’atome est le constituant élémentaire de la matière et le plus petit fragment permettant de différencier un élément chimique d’un autre.
• Ion : Un ion est un atome qui a perdu ou gagné un électron ; la perte forme un cation et le gain forme un anion.
• Molécule : Une molécule est formée par l’association d’atomes grâce à des liaisons covalentes dépendant de la valence de chaque atome.

★ À maîtriser

• Un atome possède un noyau chargé positivement contenant des protons et des neutrons, ainsi que des électrons chargés négativement.

Compléments

📌 Un élément est constitué d’une seule sorte d’atomes, comme H2, O2 ou Fe, tandis qu’un composé est une molécule constituée d’atomes différents, comme H2O, CO2, NaCl ou C6H12O6.

💡 Astuce mémo

Cation : perte d’électron ; anion : gain d’électron

📖 3. Familles de molécules du vivant

📝 Points essentiels

📌 Les molécules organiques possèdent un squelette d’atomes de carbone, tandis que les molécules inorganiques comprennent notamment les métaux, les sels, l’eau et le dioxygène.

• La composition massique approximative d’une cellule est:

  • 70 % d’eau
  • 18 % de protéines
  • 5 % de lipides
  • 2 % de glucides
  • 1,35 % d’acides nucléiques
  • 3 % de molécules simples
  • 1 % d’ions minéraux

• Les cinq grandes familles de molécules organiques sont:

  • les glucides
  • les protéines
  • les lipides
  • les acides nucléiques
  • les vitamines

💡 Astuce mémo

Organique = squelette carboné ; minérale = sans matière organique

📖 4. Eau et équilibre hydroélectrolytique

🔑 Notions clés & Définitions

• Solution : Une solution associe un solvant, qui dissout ou extrait d’autres substances sans se modifier, et un ou plusieurs solutés.

• Équilibre hydroélectrolytique : L’équilibre hydroélectrolytique résulte de la régulation de la répartition de l’eau et des électrolytes dans les trois compartiments liquidiens de l’organisme.

★ À maîtriser

• L’eau est le principal constituant de la matière vivante et sa proportion dépend de l’âge, du sexe et de la masse adipeuse.

Compléments

• L’hydrolyse clive une liaison par ajout d’une molécule d’eau, tandis que la condensation forme une nouvelle liaison en éliminant de l’eau.

• Un ionogramme mesure les électrolytes dissous dans les liquides de l’organisme, généralement dans le plasma ou les urines, en milliéquivalents par litre.

💡 Astuce mémo

Répartition précise des électrolytes → équilibre hydroélectrolytique

📖 5. Dioxygène et éléments minéraux

★ À maîtriser

• Le dioxygène O2 représente 21 % de l’air, rejoint la circulation au niveau des alvéoles pulmonaires et est principalement transporté par l’hémoglobine des hématies.

📌 L’hypoxie est une insuffisance des apports d’oxygène aux cellules, l’hypoxémie est une diminution de l’oxygène dans le sang et l’ischémie est une diminution de l’apport sanguin.

Compléments

• L’azote constitue 78 % de l’air et intervient dans les bases azotées, les acides aminés et certains lipides complexes.

• Le phosphore intervient dans le stockage de l’énergie de l’ATP, la phosphorylation des protéines, la composition de l’os et l’équilibre acido-basique.

• Les oligoéléments sont indispensables à faible dose mais deviennent toxiques en excès ; le fer transporte l’oxygène, l’iode entre dans les hormones thyroïdiennes et le zinc agit comme cofacteur enzymatique.

💡 Astuce mémo

Alvéoles → hémoglobine → cellules → mitochondries

📖 6. Glucides et énergie

🔑 Notions clés & Définitions

• Glucide : Un glucide est une molécule constituée principalement de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, comportant une fonction alcool et généralement très hydrosoluble.

★ À maîtriser

• Les glucides fournissent 40 à 50 % de l’énergie alimentaire et sont stockés sous forme de glycogène dans le foie et les muscles.

📌 Les monosaccharides sont des oses simples, les oligosaccharides contiennent 2 à 10 unités glucidiques et les polysaccharides contiennent plus de 10 unités.

Compléments

• Le saccharose est formé de glucose et de fructose, le lactose de galactose et de glucose, et le maltose de deux molécules de glucose.

💡 Astuce mémo

Oses → oligosaccharides → polysaccharides

📖 7. Protéines et enzymes

🔑 Notions clés & Définitions

• Protéine : Une protéine est une macromolécule constituée d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et produite à partir de l’information génétique.
• Enzyme : Une enzyme est un biocatalyseur protéique spécifique de son substrat qui transforme celui-ci en produit.

★ À maîtriser

• Vingt acides aminés entrent dans la composition des protéines, dont neuf sont essentiels et doivent être apportés par l’alimentation.

• La structure d’une protéine comprend une structure primaire, une structure secondaire, une structure tertiaire et parfois une structure quaternaire.

Compléments

• Une mutation de gène codant une enzyme peut provoquer une maladie métabolique, comme la phénylcétonurie liée à une mutation de la phénylalanine hydroxylase.

💡 Astuce mémo

Acides aminés → chaîne peptidique → structures protéiques

📖 8. Lipides et membranes

🔑 Notions clés & Définitions

• Phospholipide : Un phospholipide possède une tête polaire hydrophile et une queue apolaire hydrophobe.

📝 Points essentiels

• Les lipides représentent environ 20 % du poids du corps, sont insolubles dans l’eau et sont transportés dans le sang grâce aux lipoprotéines.

• Les lipides servent de réserve énergétique sous forme de triglycérides, constituent les membranes sous forme de phospholipides, sont précurseurs de certaines hormones et transportent les vitamines A, D, E et K.

📌 Un acide gras saturé ne possède que des liaisons simples, tandis qu’un acide gras insaturé possède une ou plusieurs doubles liaisons.

💡 Astuce mémo

Acide gras saturé : liaisons simples ; insaturé : doubles liaisons

📖 9. Acides nucléiques et information génétique

🔑 Notions clés & Définitions

• Nucléotide : Un nucléotide est constitué d’un pentose, d’une base azotée et d’un groupement phosphate.
• ADN : L’ADN est une molécule principalement située dans le noyau, organisée en 23 paires de chromosomes et constituée de deux brins portant l’information génétique.

★ À maîtriser

• Les cinq bases azotées sont:

  • l’adénine
  • la guanine
  • la cytosine
  • la thymine
  • l’uracile

• La séquence des bases A, T, C et G dans les gènes détermine la séquence des acides aminés et donc la structure des protéines.

Compléments

• Les ARN sont produits dans le noyau, exportés vers le cytoplasme, ont une durée de vie courte et comprennent notamment les ARNm, les ARNt et les ARNr.

💡 Astuce mémo

ADN : stockage ; ARN : expression et export vers le cytoplasme

📖 10. Vitamines hydrosolubles et liposolubles

🔑 Notions clés & Définitions

• Vitamine : Une vitamine est une molécule indispensable au fonctionnement de l’organisme, que celui-ci ne peut pas synthétiser ou synthétise en quantité insuffisante et qui doit être apportée quotidiennement à faible dose.

★ À maîtriser

📌 Les vitamines hydrosolubles comprennent les vitamines B et C, tandis que les vitamines liposolubles comprennent les vitamines A, D, E et K.

Compléments

• La vitamine C participe à la synthèse du collagène, à la synthèse de neurotransmetteurs, à la protection antioxydante et à l’assimilation du fer ; sa carence provoque le scorbut.

• La vitamine D favorise l’absorption intestinale du calcium, régule la calcémie et participe à la calcification osseuse ; sa carence provoque le rachitisme chez l’enfant et l’ostéomalacie chez l’adulte.

• Les excès de vitamines A et D peuvent provoquer des hypervitaminoses, tandis que les carences provoquent des hypovitaminoses ou des avitaminoses.

💡 Astuce mémo

Hydrosolubles : B et C ; liposolubles : A, D, E et K

📊 Tableaux de synthèse

Classification des molécules du vivant

Principaux compartiments ioniques